Corte por plasma

A Air Liquide é um fornecedor de gases. A Air Liquide possui uma gama de gases de referência, para além de uma gama de gases técnicos, com maior precisão em relação às necessidades específicas do soldador (criada a pedido para a concretização de cada projeto específico de corte). Os teores máximos de impurezas são garantidos e apresentam muitas vezes uma percentagem mais baixa dos valores recomendados nas normas. As garrafas de gases de soldadura e corte fornecidas pela Air Liquide podem ser equipadas com regulador integrado que permite também fazer um controlo rápido do estado da garrafa (aberta/fechada).

Breve história do processo de corte por plasma

O corte por plasma nasceu na década de 1950 como uma evolução direta da soldadura TIG (GTAW). Os engenheiros perceberam que, ao constringir o arco elétrico através de um bocal estreito e aumentar o caudal do gás, o processo deixava de apenas unir o metal e passava a cortá-lo com grande eficácia, surgindo como alternativa ao oxicorte para processar aço inoxidável e alumínio.

• Década de 1960: descobriu-se que era possível utilizar ar comprimido em vez de azoto puro como gás plasmogénico, reduzindo drasticamente os custos. No entanto, as máquinas ainda eram grandes, lentas e limitadas a cortes repetitivos em produção em massa.
• Década de 1970: a introdução dos sistemas automatizados por computador (CNC) trouxe flexibilidade ao processo. Deixou de ser necessário usar moldes físicos, passando a ser possível cortar qualquer forma geométrica complexa a partir de instruções digitais.
• Era Moderna (Anos 1980 até hoje): o processo deu o grande salto com o desenvolvimento das tochas de alta definição e sistemas de dupla proteção gasosa. Hoje, o jato de plasma é tão estreito e focado que garante velocidades muito elevadas, cortes perfeitamente perpendiculares e superfícies limpas, quase sem escória.

O processo de corte por plasma consolidou-se como uma ferramenta indispensável em setores exigentes como a indústria automóvel, aeroespacial, construção e fabricação metálica pesada.

Quais são os domínios de aplicação do corte por plasma?

O corte por plasma utiliza-se em diferentes materiais: metais ferrosos e não ferrosos, conhecidos pela sua tolerância ao estado da superfície: oxidação, pintura ou geometria: redes metálicas por exemplo. Este processo é muito apreciado tanto pelas suas prestações de velocidade de corte a custo reduzido como pela sua precisão. Depois da operação de corte é possível fazer uma maquinagem.

As máquinas de corte por plasma são capazes de cortar diferentes tipos de materiais como o aço (aço inoxidável, aço ao carbono…), inox, alumínio, cobre, de espessuras médias a elevadas e de dimensões variáveis.

Tipos de elétrodos para o corte por plasma

Nas tochas de corte por plasma encontram-se os elétrodos, que são fabricados em cobre e possuem um material emissivo na ponta para gerar o arco de plasma. O material desta ponta emissiva depende estritamente da natureza do gás plasmogénico utilizado.

• Elétrodos para gases oxidantes (oxigénio ou ar comprimido): utilizam uma ponta plana formada por uma inserção de zircónio (Zr) ou háfnio (Hf). Durante o funcionamento, a ação do oxigénio cria uma camada superficial cerâmica (óxido de zircónio ou óxido de háfnio) que protege termicamente o elétrodo e evita a sua rápida destruição a altas temperaturas.
• Elétrodos para gases não oxidantes (azoto, árgon ou hidrogénio): utilizam uma ponta fabricada em tungsténio (W), muitas vezes dopado com óxido de tório para melhorar a emissividade. Se o tungsténio fosse utilizado com gases oxidantes, seria destruído rapidamente.

Vantagens, desvantagens e precauções do processo de corte por plasma

Quais são as vantagens dos métodos do corte por plasma?

Os principais pontos fortes da tecnologia do corte por plasma são:

• Versatilidade para um grande tipo de materiais
• Polivalência entre dispositivo manual ou automático
• Qualidade adequada aos investimentos realizados em relação ao oxicorte ou ao laser

As instalações e máquinas de corte por plasma proporcionam um espetro superior de utilização em termos de prestações e de qualidade, oferecendo desta forma como principal vantagem a excelente relação preço/qualidade.

Quais são as desvantagens do processo de corte por plasma?

Embora o corte por plasma ofereça velocidades de processamento imbatíveis e uma excelente versatilidade, o processo apresenta limitações técnicas e operacionais importantes que devem ser tidas em conta:

• Limitações de espessura e perda de velocidade: a velocidade de corte cai drasticamente em espessuras superiores a 25 mm, exigindo maior amperagem, o que acelera o desgaste dos consumíveis e reduz a produtividade em chapas grossas.
• Desafios com metais refletores: alumínio, cobre e latão comprometem a estabilidade do arco elétrico devido à sua elevada refletividade e condutividade térmica, exigindo velocidades reduzidas ou misturas gasosas específicas.
• Inclinação do corte e tolerâncias geométricas: o arrasto do fluxo de gás introduz uma conicidade natural de 1 a 3 graus na face cortada, limitando a precisão dimensional e impedindo faces perfeitamente perpendiculares.
• Exigência de limpeza da superfície: tintas, primários ou revestimentos atuam como isoladores elétricos, obrigando à decapagem prévia da chapa para garantir a correta ignição do arco e evitar a contaminação metalúrgica.
• Custo de consumíveis e ambiente de trabalho: a erosão térmica obriga à troca frequente de bocais e elétrodos, além de o processo gerar forte ruído (85-95 dB) e fumos metálicos pesados que exigem sistemas de ventilação e filtragem industrial para proteção dos operadores.

Quais são as precauções a tomar no quadro do corte por plasma?

A utilização das ferramentas de corte por plasma dá origem a radiações e gases. Na grande maioria dos casos, as máquinas automáticas de corte por plasma dispõem de sistemas de aspiração e de proteção contra as radiações luminosas provenientes do arco. No caso do corte por plasma manual, é obrigatório utilizar equipamento de proteção individual como luvas, máscara, ou calçado de segurança. Devido à formação de gases na operação de corte, é desejável que o trabalho decorra num ambiente arejado ou que beneficie de um sistema de aspiração.